JPH0325887Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ドリル等の多軸工具付き多軸ヘツド
を交換する加工機の防塵装置に関する。

（従来技術及びその問題点） 従来、例えば実開昭55−89508号公報に記載さ
れているように、多軸のドリルやタツプドリルを
備えた複数の多軸ヘツドを移送装置を介して自動
交換するようにした加工機が実用化されており、
この種の加工機のドライブユニツトの前面の取付
部に多軸ヘツドを連結する際に、取付部の接当ベ
ース面に多軸ヘツドの接当ベース面を接当させる
ことにより多軸ヘツドを高精度に位置決めしてか
らクランプするのであるが、上記両接当ベース面
と多軸ヘツドの当り面との間にごみや切粉などの
異物が付着し易く、その状態で多軸ヘツドをクラ
ンプすると多軸ヘツドが幾分傾いた姿勢つまりド
リルやタツプを傾けた状態で加工することになる
ので、加工精度が悪化して製品の品質が低下し、
タツプ、ドリル等やその駆動機構の耐久性も低下
するという欠点があつた。

一方、特開昭58−109246号公報には、立型盤の
回転主軸のテーパ穴と工具のシヤンクとの間の隙
間に切粉などの付着するのを防止する為に、上記
隙間にエアブローする技術が記載されているの
で、上記ドライブユニツトの接当ベース面と多軸
ヘツドの当り面間にエアブローするエアブロー装
置を設けることが考えられる。

ところで、ドライブユニツトの接当ベース面を
多数個所に設けるなど全体的に広い面積のものに
形成すると、切粉などが付着する確率が大きくな
ること、広い範囲にエアブローしなければならな
いのでエア消費量が多くなること、接当ベース面
を高精度に加工する加工コストが高くなること、
などの問題がある。

更に、通常ドライブユニツトの取付部に多軸ヘ
ツドを精密に位置決めして固定する為に位置決め
装置とクランプ装置が設けられる。

上記位置決め装置として、ドライブユニツト側
に複数の位置決め用ロツドを取付部に出退自在に
設け、それらロツドの先端部を多軸ヘツドの当り
面の嵌合孔に嵌合させる形式のものを適用ことが
考えられるが、上記位置決め用ロツドを個々の流
体圧シリンダで夫々出退駆動する場合には、複数
のシリンダが必要となりドライブユニツトが複雑
化。大型化し、位置決め時に同期作動させること
が難しくなるという問題がある。

上記クランプ装置として、複数のクランプ軸を
夫々シリンダでクランプ駆動する形式のものが一
般に適用されるが、その場合全部のシリンダで均
一なクランプ力を発生させることが難しいという
問題がある。

本考案の目的は、多軸ヘツドを高精度に位置決
めして固定できるような多軸ヘツド交換式加工機
のドライブユニツトを提供することである。

（考案の構成） 本考案の多軸ヘツド交換式加工機のドライブユ
ニツトは、送り機構で進退駆動されるドライブユ
ニツトと、このドライブユニツトの前面の方形取
付部へ上記前面と平行な方向から移送装置で移送
して交換される多軸ヘツドとを備え、上記取付部
に連結された多軸ヘツドの各工具をドライブユニ
ツトからの回転駆動力で駆動するようにした加工
機において、ブユニツトの駆動主軸を包囲するよ
うに配設され上記方形取付部を貫いて前方へ突出
する４本の位置決め用ロツドと、これらロツドを
共通のベース板を介して駆動する位置決め用シリ
ンダとを備え、上記位置決め用ロツドを多軸ヘツ
ドの後面の位置決め用嵌合孔ヘ嵌合させることに
より多軸ヘツドを方形取付部に位置決めする位置
決め装置を設け、上記４隅部の接当ベース面に
夫々エアを噴射するエア噴射口と、これらエア噴
射口に加圧エアを供給するエア供給路と、このエ
ア供給路に介設され多軸ヘツドの交換時に入力さ
れるヘツド交換信号によりエア供給位置に切換え
られる電磁切換弁とを有するエアブロー装置を設
け、上記各隅部の接当ベース面の略中心部を貫い
て前方へ延びるクランプ軸と、クランプ軸を後方
へ付勢するクランプ用スプリングとを備え、クラ
ンプ軸の前端のクランプヘツドを多軸ヘツド後面
のＴ溝に係合させて多軸ヘツドを方形取付部にク
ランプするクランプ装置を設けたものである。

（作用） 本考案に係る多軸ヘツド交換式加工機のドライ
ブユニツトにおいては、ドライブユニツトの前面
の方形取付部に多軸ヘツドを装着するときには、
ドライブユニツトの前面と平行な方向から多軸ヘ
ツドが方形取付部に接近した所定の位置に移送さ
れると、位置決め装置の４本の位置決め用ロツド
か位置決め用シリンダにより共通のベース板を介
して進出駆動されて、各ロツドの先端部が多軸ヘ
ツドの後面の各位置決め用嵌合孔へ嵌合され、多
軸ヘツドが方形取付部に高精度に位置決めされ
る。

エアブロー装置については、多軸ヘツドの装着
に際してヘツド交換信号が入力されるので電磁切
換弁がエア供給位置に切換えられてエア供給路か
らエア噴出口に加圧エアが供給され、各エア噴出
口から対応する接当ベース面にエアが継続的に噴
射される。

一方、クランプ装置については、多軸ヘツドが
方形取付部に接近した所定位置にドライブユニツ
トの前面と平行な方向から移動されるときに、ク
ランプ軸のクランプヘツドが多軸ヘツドの後面の
Ｔ溝に係合され、多軸ヘツドが所定位置に停止し
たときにクランプ軸がクランプ解除状態からクラ
ンプ状態に切換えられ、多軸ヘツドの後面が４隅
部の接当ベース面に接当した状態で多軸ヘツドが
ドライブユニツトの方形取付部に固体される。

（考案の効果） 本考案に係る多軸ヘツド交換式加工機のドライ
ブユニツトによれば、次のような効果が得られ
る。

ドライブユニツトの前面の方形取付部の４隅部
に多軸ヘツドの後面を受止める接当ベース面を設
けるので、各接当ベース面は比較的小型のものと
なる。その結果、接当ベース面に切粉などの異物
が付着する確率が小さくなること、これら小型の
接当ベース面をエアブローする為の加圧エアの消
費量が少なくて済むこと、接当ベース面及びこれ
に接当する多軸ヘツドの後面の当り面部分を高精
度に機械加工する必要があるが、その加工が容易
で加工精度も向上できること、及びそれらの加工
の誤差が生じても多軸ヘツドの取付誤差に影響が
現われにくくなること、などの効果が得られる。

位置決め装置には４本の位置決め用ロツドを設
けるので、多軸ヘツドを高精度に位置決め出来、
位置決め時に作用する１本のロツド当りの摺動抵
抗が小さくなるためロツドの摩耗が生じにくく耐
久後の位置決め精度に優れる。更に、４本のロツ
ドを共通のベース板を介して位置決め用シリンダ
で駆動するので、１本の位置決め用シリンダを設
ければよいから、ドライブユニツトを小型化し構
造を簡単化することが出来、４本の位置決め用ロ
ツドを確実に同期作動させることが出来る。

エアブロー装置によつて、４隅の接当ベース面
へエアを噴射するので、接当ベース面とそこに接
当する多軸ヘツドの当り面部分との間に切粉など
の異物を噛み込むのを確実に防止することが出
来、多軸ヘツドをドライブユニツトの方形取付部
へ高精度に取付けることが出来る。

クランプ装置の各クランプ軸は方形取付部の隅
部の接当ベース面の略中心部を貫くように配設さ
れるので、多軸ヘツドにはクランプ力によつて曲
げモーメントが作用せず、多軸ヘツドの弾性曲げ
変形が生じず、多軸ヘツドの取付精度を高く維持
できる。上記クランプ軸はクランプ用スプリング
でクランプ駆動されるので、４本のクランプ軸を
均一な一定のクランプ力で作動させることが出来
る。

（実施例） 以下、本考案の実施例について図面に基いて説
明する。

先ず、第１図〜第３図により加工機１及び多軸
ヘツドを移送する移送装置２について説明する。

この加工機１はワークに同時に多軸のドリル加
工やタツピング加工を行う為の複数の多軸ヘツド
３を移送装置２で移送して自動交換し、各ワーク
に応じた各種の多軸加工を行うものであつて、各
ワークが取付られたパレツト４は加工機１の前側
に配設されたワーク搬送ライン５で移送され、こ
のワーク搬送ライン５内に設けられた加工機１の
インデツクステーブル６上へ搬送され、そこに位
置決めして固定されワークの加工に供される。

上記多軸ヘツド３が連結されるドライブユニツ
ト７は、ベースレローム８の後部上に支持された
サドル９であつて、駆動モータ１０の駆動力でス
クリユー軸やボールネジを介して前後に進退駆動
されるサドル９上に固定され、このドライブユニ
ツト７の前面の取付部７ａに連結された多軸ヘツ
ド３の多軸工具１１はドライブユニツト７の主軸
駆動モータ１２で回転駆動される。

多軸ヘツド３を自動交換する為の移送装置２
は、多軸ヘツド３を前後方向へ移送するチエーン
コンベア２ａと左右方向へ移送するローラコンベ
ア２ｂ及び横送り装置２ｃとからなり、多軸ヘツ
ド３はその工具１１を前方へ向けたまま第２図の
矢印方向へ平行に移送される。

すなわち、５種の多軸ヘツド３がコンベア２
ａ，２ｂ上に装備され、第２図に於いて例えば第
１多軸ヘツド３ａはドライブユニツト７に連結さ
れ、第２多軸ヘツド３ｂは右側の前方移送用のチ
エーンコンベア２ａの前端部と重複しているロー
ラコンベア２ｂの右側部上にあり、第３多軸ヘツ
ド３ｃは右側の前方移送用チエーンコンベア２ａ
上にあり、第４多軸ヘツド３ｄは後側のローラコ
ンベア２ｂ上にあり、第５多軸ヘツド３ｅは後方
移送用チエーンコンベア２ａ上にある。

上記チエーンコンベア２ａはモータ（図示略）
でスプロケツト１３を駆動することにより多軸ヘ
ツド３を搬送するようになつているが、ローラコ
ンベア２ｂは遊転ローラコンベアであつて、その
上方に設けられた横送り装置２ｃで２個の多軸ヘ
ツド３を同時にピツチ送り出来るようになつてい
る。

また、前側及び後側のローラコンベア２ｂは
各々３ブロツクに分割されていて、第１及び第４
多軸ヘツド３ａ，３ｄが載つている中央ローラコ
ンベア２ｂの搬送面はチエーンコンベア２ａの搬
送面よりも一段高くなつているのに対し、その左
右両隣りの側部ローラコンベア２ｂはエアシリン
ダ１４で昇降自在で、下降状態ではその搬送面が
チエーンコンベア２ａよりも低く、上昇状態では
その搬送面がチエーンコンベア２ａよりも高くな
る。

上記横送り装置２ｃは、ケーシング１５に左右
に摺動自在に支持され、シリンダ（図示略）など
の横送り駆動手段で所定ストロークだけ横送りさ
れるスライダ１６と、スライダ１６の左右一対の
枢支部に回動自在に支持され回動手段１７で約
90゜回動される回動軸１８と、回動軸１８に外嵌
固定されたキヤリア１９と、キヤリア１９に突設
され多軸ヘツド３の左右両側面に係合する２組の
係合爪２０とから構成され、上記回動手段１７は
例えば回動軸１８にスプライン嵌合させたスリー
ブをシリンダ等で回動させるようになつている。

例えば、第１多軸ヘツド３ａに代えて第２多軸
ヘツド３ｂをドライブユニツト７の取付部７ａへ
移送する場合には、ドライブユニツト７の取付部
７ａの下側に設けられた中央ローラコンベア２ｂ
のレベルまで右側部ローラコンベア２ｂを上昇さ
せてから、上記回動手段１７で回動軸１８及びキ
ヤリア１９を下方へ約90゜回動させることにより
各組の係合爪２０を第１多軸ヘツド３ａ及び第２
多軸ヘツド３ｂに係合させ、次に横送り駆動手段
でスライダ１６を左方へ移送して第１多軸ヘツド
３ａを左側部ローラコンベア２ｂ上へまた第２多
軸ヘツド３ｂを中央ローラコンベア２ｂ上へ移動
させ、次に回動軸受板１８及びキヤリア１９を上
方へ回動復帰させて係合爪２０の係合を外し、横
送り駆動手段によりスライダ１６を右限の原位置
へ復帰させる。そして、上記のように移動された
第１多軸ヘツド３ａは左側部ローラコンベア２ｂ
を下降させてチエーンコンベア２ａ上へ載せ替え
ればチエーンコンベア２ａで後方へ移送すること
が出来る。

以上のように、上記移送装置２により各多軸ヘ
ツド３をドライブユニツト７の前面の方形取付部
７ａへ移送し交換することが出来る。

第４図〜第６図に示すように、上記ドライブユ
ニツト７は、その取付部７ａへ多軸ヘツド３を固
定する為の４組のクランプ装置２１と、多軸ヘツ
ド３を高精度に位置決めする為の位置決め装置２
４と、駆動主軸１２ａを回転させる駆動ユニツト
（図示略）とを備えている。

上記クランプ装置２１はそのクランプ軸２１ａ
をクランプ本体２１ｂ内に内装された皿バネで後
方へ強力に付勢してバネ力でクランプし、シリン
ダ２１（油圧又はエア）のピストンロツドに連結
されたプツシユロツド２１ｄでクランプ軸２１ａ
の後端部を前方へ押すことによりクランプ解除す
るようにしたもので、多軸ヘツド３の交換時クラ
ンプ軸２１ａのクランプヘツド２１ｅが多軸ヘツ
ド３の後面全幅に互るＴ溝２２内に相対摺動し、
多軸ヘツド３が後述の如く位置決めされた後多軸
ヘツド３をクランプし、各クランプヘツド２１ｅ
に対向する取付部７ａの部分に３個所ずつ僅かに
突出状に形成された接当ベース面２３ａに多軸ヘ
ツド３の後面の接当ベース面２３ｂを接当させる
ことにより多軸ヘツド３を正規の姿勢に保持する
ようになつている。

上記位置決め装置２４はドライブユニツト本体
７ｂのガイド孔２４ａに摺動自在に挿嵌された４
本の位置決め用のロツド２４ｂの後端部を共通の
ベース板２４ｃに連結し、このベース板２４ｃの
左右２個所に位置決めシリンダ２４ｄ（油圧又は
エア）のピストンロツドを連結ロツド２４ｅで連
結し、上記位置決めシリンダ２４ｄでベース板２
４ｃを介してロツド２４ｂを前後移動させること
により各ロツド２４ｂの先端部を多軸ヘツド３の
後面に形成された嵌合孔２５へ嵌入させることに
より多軸ヘツド３を取付部７ａに精度よく位置決
めするようにしたものである。尚、下側の左右の
ロツド２４ｂは連結軸２４ｇとラツク・ピニオン
機構を介して同期されている。

次に、上記取付部７ａに多軸ヘツド３を取付け
るときに、上記取付部７ａと多軸ヘツド３との接
当ベース面２３ａ，２３ｂ間にごみ等が付着しな
いようにする為のエアブロー装置２６及び上記接
当ベース面２３ａ，２３ｂ同士の密着状態を検出
する為の密着検出装置３１は次のように構成され
る。

上記エアブロー装置２６はエア供給源２７から
のエアをドライブユニツト本体７ｂ内のエア供給
路２６ｂに導入し、エア噴射口２６ａから前記接
当ベース面２３ａ，２３ｂ間へエアを噴出させる
ようにしたものであつて、上側の左右のクランプ
ヘツド２１ｅに対向する接当ベース面２３ａの
各々の真上の上記取付部７ａの上縁に於いてドラ
イブユニツト本体７ｂに小さなエア噴射口２６ａ
が下向きに開けられエア供給路２６ｂに接続され
る。

また、下側の左右のクランプヘツド２１ｅに対
向する接当ベース面２３ａの各々に向けたエア噴
射ノズル２６ｃが取付部７ａの下部の凹溝２８に
設けられ、各エア噴射ノズル２６ｃはドライブユ
ニツト本体７ｂ内に形成されたエア供給路２６ｂ
に接続される。

上記エア供給路２６ｂは第６図に示すようにエ
ア供給源２７へ電磁切換弁２６ｄを介して接続さ
れ、この電磁切換弁２６ｄは加工機１の制御ユニ
ツト３０へ接続され、制御ユニツト３０からヘツ
ド交換信号を受けて上記切換弁２６ｄがエア供給
位置に切換えられ４個所のエア墳射口２６ａから
エアが噴出するようになつている。

上記密着確認装置３１はドライブユニツト本体
７ｂ内に形成された検出エア供給路３１ｂに連な
る小さなエア噴出孔３１ａが、対角関係に位置す
る１対のクランプヘツド２１ｅに対応する接当ベ
ース面２３ａに開孔され、第６図に示すように検
出エア供給路３１ｂは電磁切換弁３１ｃを介して
エア供給源２７に接続されると共に、上記切換弁
３１ｃより下流側において検出エア供給路３１ｂ
に圧力スイツチ３１ｄが接続され、この圧力スイ
ツチ３１ｄは制御ユニツト３０へ接続される。

ここで、上記エアブロー装置２６及び密着検出
装置３１の作動について説明する。

先ず、使用後の旧多軸ヘツド３とこれから使用
する新多軸ヘツド３とを交換する場合、旧多軸ヘ
ツド３についてクランプが解除され位置決め用の
ロツド２４ｂが外され、次に既述の如く旧多軸へ
ツド３と新多軸ヘツド３とが交換されると、新多
軸ヘツド３に位置決め用のロツド２４ｂを挿嵌し
て位置決め後クランプ装置２１でクランプし、加
工が開始されるのであるが、上記旧多軸ヘツド３
についてのクランプ解除から新多軸ヘツド３につ
いてのクランプ終了に至る間中、制御装置３０か
ら切換弁２６ｄへヘツド交換信号が出力されてエ
アブロー装置２６が作動し、エア噴射口２６ａか
ら噴出したエアが接当ベース面２３ａ，２３ｂ間
へ吹きつけられるので、接当ベース面２３ａ，２
３ｂ間へごみ等が仮に落下しても或いはまた新多
軸ヘツド３の接当ベース面２３ｂにごみ等が付着
していても、上記エアブローにより吹き飛ばされ
完全に防塵されることになる。

また、上記新多軸ヘツド３についてクランプす
る際には、密着検出装置３１の切換弁３１ｃが切
換えられ、エアが噴出孔３１ａからエア噴出さ
れ、クランプにより接当ベース面２３ａ，２３ｂ
同士が密着するとエア噴出孔３１ａが閉塞され、
上記検出エア供給路３１ｂのエア圧が上昇して圧
力スイツチ３１ｄが閉じ、その信号が制御装置３
０へ出力される。

これに対して、仮に接当ベース面２３ａ，２３
ｂ間に介在するごみ等のために両者が密着しない
場合には、上記圧力上昇が生じないので圧力スイ
ツチ３１ｄが閉じず、この信号とクランプ作動信
号とから密着不良状態が制御装置３０で検出さ
れ、ブザーやアラームランプの点灯など警報が発
せられる。

上記エアブロー装置２６及び密着検出装置３１
によれば、簡単な構成の装置でありながら、ドラ
イブユニツト７と多軸ヘツド３の接当ベース面２
３ａ，２３ｂ間にごみ等が付着するのを自動的に
防止し、万一ごみ等が介在して密着しない時には
自動的に検出することが出来るから、ドライブユ
ニツト７に多軸ヘツド３を正規の姿勢で連結する
ことが出来、加工精度を向上させ、多軸ヘツド３
の工具１１及びその駆動系の耐久性を向上させる
ことが出来る。

尚、上記取付部７ａの接当ベース面２３ａ以外
の部分と多軸ヘツド３の後面との間に切粉などの
異物を噛み込むことも考えられるので、上記エア
噴射口２６ａに加えて、ドライブユニツト７の取
付部７ａの全面あるいは一部に適当間隔おきに多
数のエア噴出口を設けてもよく、更に上記エア噴
出口２６ａに加えて又は代えて上記密着検出装置
３１のエア噴出孔３１ａと同様に取付部７ａの接
当ベース面２３ａにエア噴出口を開口してもよ
い。

また、多軸ヘツド３の交換時にそれをリミツト
スイツチ等で検出するヘツド交換検出装置を設
け、この検出装置からエアブロー装置２６の切換
弁２６ｄへヘツド交換信号を出力して切換えるよ
うにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
加工機の要部正面図、第２図は同平面図、第３図
は同側面図、第４図はドライブユニツトの正面
図、第５図は第４図−線断面図、第６図はエ
アブロー装置と密着検出装置の制御系統図であ
る。 １……加工機、２……移送装置、２ａ……チエ
ーンコンベア、２ｂ……ローラコンベア、２ｃ…
…横送り装置、３……多軸ヘツド、７……ドライ
ブユニツト、７ａ……取付部、９……サドル、１
０……駆動モータ、１１……工具、２３ａ……７
ａの接当ベース面、２３ｂ……３の接当ベース
面、２６……エアブロー装置、２６ａ……エア噴
射口、２６ｂ……エア供給路、２６ｃ……エア噴
射ノズル、２６ｄ……切換弁、３０……制御ユニ
ツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 送り機構で進退駆動されるドライブユニツト
   と、このドライブユニツトの前面の方形取付部へ
   上記前面と平行な方向から移送装置で移送して交
   換される多軸ヘツドとを備え、上記取付部に連結
   された多軸ヘツドの各工具をドライブユニツトか
   らの回転駆動力で駆動するようにした加工機にお
   いて、 上記ドライブユニツトの駆動主軸を包囲するよ
   うに配設され上記方形取付部を貫いて前方へ突出
   する４本の位置決め用ロツドと、これらロツドを
   共通のベース板を介して駆動する位置決め用シリ
   ンダとを備え、上記位置決め用ロツドを多軸ヘツ
   ドの後面の位置決め用嵌合孔ヘ嵌合させることに
   より多軸ヘツドを方形取付部に位置決めする位置
   決め装置を設け、 上記４隅部の接当ベース面に夫々エアを噴射す
   るエア噴射口と、これらエア噴射口に加圧エアを
   供給するエア供給路と、このエア供給路に介設さ
   れ多軸ヘツドの交換時に入力されるヘツド交換信
   号によりエア供給位置に切換えられる電磁切換弁
   とを有するエアブロー装置を設け、 上記各隅部の接当ベース面の略中心部を貫いて
   前方へ延びるクランプ軸と、クランプ軸を後方へ
   付勢するクランプ用スプリングとを備え、クラン
   プ軸の前端のクランプヘツドを多軸ヘツド後面の
   Ｔ溝に係合させて多軸ヘツドを方形取付部にクラ
   ンプするクランプ装置を設けたことを特徴とする
   多軸ヘツド交換式加工機のドライブユニツト。